微纳米氧化铁粉低温还原热力学研究

摘要

本文研究了低温还原微纳米氧化铁粉的还原热力学.用高能球磨法获得的微纳米氧化铁粉,在280-400℃的温度范围内用氢气还原.对还原后的粉末进行氧含量的测定并计算出氧化铁粉末的还原率.找出氧化铁粒度,还原温度和还原时间等参数对氧化铁还原率的影响.从热力学的角度,求证了400℃以下的低温氢气还原氧化铁反应可能性,并计算了不同温度下的反应自由能.研究结果表明Fe2O3向Fe3O4的还原反应的自由能在标准状态下就为负值,因此还原反应有很大的自发驱动力,反应很容易进行;而Fe3O4向Fe的还原反应的自由能为正值,所以在标准状态下不能进行,要通过调节还原气体的分压比才能使还原反应进行,Fe3O4向Fe的还原反应是制约还原反应的主要环节,它与非平衡状态下的温度、气体压力和反应物的状态存在紧密的关系.